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【题目】某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示。在A点处用一弹射装置将质量m=1kg的小滑块以某一水平速度弹射出去,小滑块沿水平光滑直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点滑出,向C点运动。C点右侧有一陷阱,CD两点的竖直高度差h=0.2m,水平距离s=0.6m,水平轨道BCL=2m,已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数为0.4,小滑块从C点飞出后刚好不掉进陷阱,重力加速度。求:

(1)小滑块从C点飞出的速度大小;

(2)小滑块落在D点时的速度方向与水平方向夹角的正切值;

(3)小滑块从B点离开时,圆轨道对小滑块的支持力的大小。

【答案】(1) 3m/s(2)(3)260N

【解析】

(1)根据得,平抛运动的时间

则小滑块从C点飞出后的速度大小

(2)小滑块落在D点时竖直分速度

vy=gt=10×0.2m/s=2m/s

根据平行四边形定则知

(3)小物块在BC段做匀减速直线运动,根据动能定理得

B点,根据牛顿第二定律有

代入数据联立解得

FN=260N

练习册系列答案
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【题目】在真空示波管中建立xOy坐标系,如图所示,在0< x < x1=0.12m的范围存在平行于y轴向下的匀强电场,电场强度E=4500N/C,一个电子由静止开始经加速电场加速后,由y1=0.1m处平行于x轴进入电场。电子离开电场后继续运动打到荧光屏上的P点(荧光屏未画出),P点纵坐标y3=0.15m。已知电子质量m9.0×1031 kg,电荷量e1.6×1019 C,加速电场电压U01 620 V(电子一直在xOy平面内运动,所受重力不计)。求:

(1)电子射入偏转电场时的初速度v0

(2)电子离开电场时的纵坐标y2

(3) 荧光屏所在处的横坐标x2

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【题目】如图甲所示,质量均为m=0.5 kg的相同物块PQ(可视为质点)分别静止在水平地面上AC两点.P在按图乙所示随时间变化的水平力F作用下由静止开始向右运动,3 s末撤去力F,此时P运动到B点,之后继续滑行并与Q发生弹性碰撞.已知BC两点间的距离L=3.75 m,PQ与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,取g=10 m/s2,求:

(1)P到达B点时的速度大小v及其与Q碰撞前瞬间的速度大小v1

(2)Q运动的时间t.

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【题目】用半径相同的两小球AB的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离分别用OM、OP、ON表示,并知AB两球的质量分别为mAmB,(且mA>mB,)则碰撞前后系统动量守恒满足的表达式为_____________________

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【题目】如图所示,一工件固定于水平地面上,其AB段为一半径R=0.5m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内。在P点将一质量m=0.lkg的物块(可视为质点)无初速释放,物块滑至C点时恰好静止,已知物块与BC段的动摩擦因数为0.1。取重力加速度。求:

(1)物块在B点时的速度大小;

(2)物块在B点时对工件的压力大小。

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【题目】为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知,弹簧的弹性势能Ep=kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧长度的变化量。

某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m)运动来探究这一问题。

为了研究方便,把小铁球O放在水平桌面上做实验,让小球O在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功。

该同学设计实验如下:

首先进行如图甲所示的实验:将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O,静止时测得弹簧的伸长量为d

在此步骤中,目的是要确定物理量_____,用mdg表示为_____

接着进行如图乙所示的实验:将这根弹簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球被推出去,从高为h的水平桌面上抛出,小铁球在空中运动的水平距离为L

小铁球的初动能Ek1=_____

小铁球的末动能Ek2=_____

弹簧对小铁球做的功W=_____。(用mxdg表示)

对比WEk2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即在实验误差允许范围内,外力所做的功等于物体动能的变化。

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【题目】水平地面上木板B的上面有滑块A,如图所示。已知A的质量为mB的质量为MAB之间,B与地面之间的动摩擦因数均为μ,当A获得水平向左的初速度,开始在木板上向左滑动时,下列说法正确的是

A.木板有可能同时向左运动

B.木板肯定不会动

C.木板受地面摩擦力与其重力无关

D.只有μ=0时,木板才会向左滑动

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【题目】某同学用图示装置研究匀变速直线运动。

(1)除了图中的器材,实验还需要的器材是_____________

(2)实验开始前,让小车靠近打点计时器,调节定滑轮的高度,使细线与长木板_________先接通电源后释放纸带。

(3)实验中打出的一条纸带如下图所示,实验中每打5个计时点取一个计数点,分别标为,在纸带上标出各计数点到点的距离。已知打点计时器连接的交流电频率为,小车运动的加速度为__________,其中打点时对应小车的速度为___________。(计算结果保留两位有效数字)

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【题目】如图所示,一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,套在水平放置的粗糙绝缘细杆上,圆环直径略大于细杆直径。已知细杆处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,给圆环初速度使其向右运动起来,在运动过程中圆环的电荷量不变,经历变速运动后圆环最终处于平衡状态。则从开始运动到最终处于平衡状态,圆环克服摩擦力做的功可能为(

A.0B.C.D.

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